La amortiguación de una onda sonora tiene 2 causas que podríamos llamar fundamentales:
- la atenuación debida a la forma en que la energía se distribuye en el frente de onda.
- la absorción o disipación de energía que realiza el propio medio.
En las ondas unidimensionales se considera que toda la energía se transmite idealmente de un punto a otro, y así sucesivamente. En las ondas bidimensionales (circulares, lineales) la energía se reparte en longitudes cada vez mayores. Mientras que en ondas tridimensionales (esféricas) la energía que hace vibrar al medio se reparte en una superficie esférica cada vez mayor. En los últimos 2 casos la intensidad del frente de onda disminuye a medida que nos alejamos de la fuente.
Además se puede generalizar como fuente puntual a toda máquina que ocupa una zona pequeña del espacio respecto de las distancias que estemos considerando, por lo que puede interpretarse como un foco puntual que emite ondas uniformemente en todas direcciones (es lo que llamamos onda esférica).
La causa principal de la absorción, en el caso de las ondas mecánicas, es el rozamiento que hace que la energía mecánica se transforme en calor.
Prevención y confort
Para hacer prevención o en algunos casos para buscar el confort de los trabajadores (por ejemplo que no tengan que usar EPP), nos va a interesar repasar un poco logaritmos y hacer algunas operaciones matemáticas.
Puede interesarnos el caso de que en un determinado puesto de trabajo el nivel de ruido debido a una única fuente sonora cercana esté por encima de los valores reglamentarios, y exista la posibilidad de separar un poco el puesto de la máquina, ¿cuánto habría que separarlos para estar por debajo de los niveles legales?
También podría presentarse el caso de la adquisición de un nuevo equipo (único con importancia sonora) y al estar diseñando los futuros puestos de trabajo deberíamos adelantarnos y calcular los niveles de ruido futuro en los mismos, para ver si se puede diseñar una planta donde el ruido afecte lo menos posible.
Ya sabemos por lo visto en [A411] que si duplicamos la distancia entre la fuente sonora y el receptor, el nivel de ruido disminuye 6 dB, pero que pasa si queremos disminuir solo 2 dB porque estamos acotados por los espacios, o al contrario si no tenemos problemas de entorno y queremos bajar 8 dB?
El desarrollo matemático genérico que teníamos en el artículo citado era:
Donde:
- NIS (I1) = Nivel de Intensidad Sonora en un puesto de trabajo cuando la distancia a la fuente es "d1" y la intensidad de la fuente que llega a ese puesto es "I1".
- NIS (I2) = Nivel de Intensidad Sonora en un puesto de trabajo cuando la distancia a la fuente es "d2" y la intensidad de la fuente que llega a ese puesto es "I2".
- ∆NIS (I1-I2) = Variación del Nivel de Intensidad Sonora en un puesto de trabajo debido a la modificación de la distancia a la fuente que lo genera, al pasar de una distancia "d1" a una distancia "d2".
- d1 = distancia de un puesto de trabajo a una fuente sonora.
- d2 = distancia de un puesto de trabajo a una fuente sonora.
Ejemplos
Ej. 1: Si el equipo (fuente sonora) se encuentra a 7 metros de un puesto de trabajo donde una persona está 8 hs, y tiene un nivel de ruido de 86 dBA, ¿cuánto habría que alejar el puesto de la fuente para que el valor del nivel de ruido esté dentro del permitido?
Planteamos el Antilog de 2 dBA (diferencia que pretendemos descontar) dividido por la constante "-20" (obteniendo un valor aproximado de 0,79), y este resultado será el divisor de d1=7m. Lo que arroja un valor de: 8,86 m. O sea que si podemos ampliar en 1,86 m la distancia entre el puesto de trabajo y el equipo que genera el ruido, mientras el trabajador no se acerque a la fuente y se mantenga en su puesto, ya no necesitará utilizar un EPP.
Verificación:
Ej. 2: Le consultan a un higienista como mejorar el nivel de ruido en un nuevo puesto de trabajo que se está diseñando, a unos 4 metros de la única máquina que aporta ruido con valores que exigen atención. La medición del NPS en la ubicación del futuro puesto de trabajo dio un valor promedio de 87 dBA. Si las condiciones de espacio lo permiten ¿se podría modificar la ubicación del puesto para que el operario que va a trabajar 8 hs diarias tenga un nivel de ruido por debajo de los 85 dBA?
Consideramos un ∆NIS (I1-I2) de 3 dBA (3 dBA menos que el valor promedio medido de 87 dBA) para estar debajo de los 85 dBA normalizados. Esto nos da un valor de 84 que se divide por la constante "-20" y al resultado se le aplica el Antilogaritmo de base 10, obteniendo un valor aproximado de 0,70. Luego se efectúa el cociente entre 4 m y 0,70, obteniendo la distancia a la que debería ubicarse el puesto de trabajo respecto de la fuente sonora: 5,72 m. O sea que si el puesto que se está diseñando se ubica a más de 5,50 m del equipo (en lugar de 4 m), mientras el trabajador no se acerque a la fuente y se mantenga en su puesto, ya no necesitará utilizar un EPP.
Verificación:
¿Qué pasaría en el Ej. 2 si la medición del NPS en la ubicación del futuro puesto de trabajo da un valor promedio de 86 dBA? ¿A que distancia debería estar el puesto de trabajo para cumplir con la reglamentación y tratanto de evitar protectores auditivos?
ResponderEliminarSi la medición en el nuevo puesto de trabajo nos da 86dBA y necesitamos que el trabajador no utilice EPP, en referencia a la primer distancia, podemos decir que si ubicamos el nuevo puesta a mas de 5,5m es decir 1,5m mas de la distancia inicial , estará expuesto a 83,23dBA, los cuales son apropiados para una exposición de 8hs sin uso de EPP
ResponderEliminarMuy bien Silvio, ¿cómo hiciste el cálculo?
EliminarAplique antilogaritno de 2÷(-20)obteniendo como resultado 0,7943 luego realice una división entre la distancia inicial y lo obtenido eso da como resultado 5.035, después de eso lo reemplace en la fórmula final. Pero agrege 1/2 metro más por cualquier error en la medición en vez de 5.035 utilice 5.5 quedando así: 86dBA+20log(4/5.5)=83,23dBA
EliminarSi calculo el cociente entre 2 dB y la constante -20 me da -0.1, le aplico antilog 10^(-0,1)=0,79; luego el cociente entre 4m y 0,79 = 5,06m, aumentando a 1 metro más la distancia también podríamos llegar a cumplir con lo que nos pide la reglamentación. Verificando NIS(I2) = 86 dBA + 20.log(4m/5m) = 86 dBA - 1,93 dBA = 84 dBA ( en el primer intento publique como anónimo )
ResponderEliminarPara que quede dentro de lo permisible le tenemos que reducir 2dBA, entonces aplicamos d2= d1/(ANIS(I1-I2)/-20)
ResponderEliminarReemplazamos d2= 4m/(2/-20) = 5,03m, luego remplazó este resultado en el cálculo de NIS(I2)= 86m + 20.log(4/5,03)= 84dBA.
Entonces para que este dentro de los parámetros tenemos que alejar el puesto de trabajo de la fuente 1m más de la distancia inicial.
Reduciendo el NIS a 2dB, se adiciona 1m de distancia para alejar el puesto de trabajo de la fuente de ruido.
ResponderEliminar*NIS(I1)=86dB
*d2= 4m
*d2= d1/[10log (2dB/-20)]= 4m/0,79=5,06m
NIS(I2)= NIS(I1) + 20 . log (d1/d2)
NIS(I2)=86dB + 20 . log(4/5.06) =86dB -2
NIS=84dB
Estoy de acuerdo con mis compañeros que con 1 o 1,5 m de distancia del puesto de trabajo lograríamos cumplir con la reglamentación y evitar el uso de protectores auditivos. De todos modos aconsejaría utilizar EPP si la tarea es rutinaria.
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